WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

грани, за исключением коротковолновой части исследованного интервала, практически во всем исследованном спектральном интервале также превышают значения, полученные от симметричной решетки. Это указывает на то, что профилирование проявляется в спектральном диапазоне 500-800 nm, а наиболее сильно оно выражено при 620 nm. Если эту длину волны принять за длину волны блеска, то можно определить угол блеска б (угол наклона большей грани штриха). Для определения угла блеска воспользуемся формулой [13] 2d sin б = mб, (1) где б — длина волны блеска, d — период решетки, m — порядок дифракции.

Угол блеска составляет 11. Сравнивая значения Рис. 4. То же, что на рис. 3, для света, поляризованного в углов наклона граней штрихов со значением угла блеска, направлении, перпендикулярном направлению ее штрихов.

полученным из спектральных измерений, видим, что значение б практически совпадает со средним углом наклона пологого участка большей грани штриха. Наличие наклона большей грани к поверхности подложки. При трех сильно различающихся по углу наклона участков измерении со стороны меньшей грани наблюдается два максимума: максимум вблизи -50 близок к среднему углу наклона меньшей грани, а максимум вблизи +20, совпадающий по угловому положению с максимумом от большей грани, связан, вероятно, с переотражениями падающего на большую грань света. Суммарная доля дифрагированной в сопряженные порядки световой энергии максимальна при 20, т. е. при этом угле падения максимальное количество света отражается и переотражается. На рис. 4 приведены результаты угловых измерений для s-поляризации. Видно, что при = 0 дифракционная эффективность со стороны большей грани равна 44%, а со стороны меньшей — 8.5%, т. е. различие в 5 раз. В отличие от p-поляризации для s-поляризации наблюдаются четко выраженные аномалии. Аномалия в области = 15 связана с исчезновением (появлением) второго порядка, а аномалия в области 38 — с появлением (исчезновением) сопряженного порядка.

Как видно, аномалии более резко проявляются на от- Рис. 5. Спектральные зависимости дифракционной эффективражении от меньшей грани вследствие, очевидно, более ности в неполяризованном свете.

Журнал технической физики, 2001, том 71, вып. Использование эффекта взаимодействия пленок серебра и триселенида мышьяка... Отсюда угол наклона поверхности такой решетки к поверхности подложки будет равен (x) =arctg (h0/d) - sin(2x/d), (5) где h0/d — глубина модуляции исходной решетки.

На рис. 6 показано распределение толщины пленки осажденного Ag по профилю штриха исходной решетки, рассчитанной с исползованием формул (2), (3), (5).

Сравнивая это распределение с изменениями исходной решетки вследствие этого осаждения и дополнительного травления, можно заключить, что при hAg(x) > 3nm травление почти не происходит, а с уменьшением hAg(x) Рис. 6. Профиль штриха синусоидальной решетки с до значения меньше 3 nm наблюдается резкое увелиh0 = 150 nm и d = 1667 nm (- - - -Y ) и распределение по чение скорости травления. Поскольку пленки серебра штриху этой решетки толщины осажденного Ag ( hAg) для толщиной менее 10 nm, осажденные на невзаимодейслучая, когда средняя толщина осажденного серебра составляствующую подложку, являются несплошными и имеют ет hAg = 3.6nm.

островковую структуру, то они не могли бы играть роль защитной маски при повторном травлении решетки. Роль такой маски, по-видимому, играет верхний легированный металлом слой ХСП. Как видно, вычисленное критичедлинной грани штриха приводит к тому, что максимум ское для процесса образования защитной маски значение вблизи угла блеска выражен не очень ярко.

Для получения количественной связи между процес- толщины Ag близко к значению 3 nm, полученному нами ранее для количества серебра, внедряющегося в пленку сами взаимодействия осаждаемого серебра с пленкой As2Se3 при его вакуумном термическом осаждении на триселенида мышьяка проведем простое геометрическое эту пленку [8]. Максимум же скорости травления моделирование процесса осаждения серебра. Направим наблюдался в точке, отстоящей от вершины тыльной стоось x перпендикулярно направлению штрихов, а ось y — перпендикулярно подложке (рис. 6). Плотность осажден- роны штриха почти на четверть периода, где расчетная ного на поверхности штриха решетки серебра (а сле- толщина осажденного серебра минимальна — 2.3 nm.

Результаты измерения профилей штрихов исходной и довательно, и его толщина) определяется количеством металла, испаренного во время напыления, и углом на- трансформированной решеток и приведенное выше моделирование позволяют установить эмпирическую зависиклона каждой конкретной площадки поверхности штриха мость толщины растворенной пленки ХСП во время трак потоку серебра. Тогда толщина осажденной пленки вления h от количества предварительно осажденного металла в точке x перпендикулярного сечения гофра на нее серебра hAg. Корреляционный анализ показал, что исходной решетки будет эмпирическая зависимость h(hAg) с хорошей степенью hAg(x) =K · cos (x), (2) точности описывается суммой двух экспонент где K — коэффициент пропорциональности, определяh(hAg) =204.93 exp -(hAg - 2.412)/0.емый количеством осажденного серебра; (x) —угол падения пучка частиц серебра на поверхность штриха + 61.51 exp -(hAg - 2.412)/1.553. (6) решетки в точке x.

С использованием зависимости (6) мы промоделироВ свою очередь вали процесс трансформации исходных симметричных (x) = - (x), (3) решеток в асимметричные. При моделировании исходная решетка полагалась синусоидальной с глубиной модугде — угол падения пучка частиц Ag на подложку, ляции h0/d = 0.09. Параметрами, изменяемыми при отсчитываемый от нормали к подложке; (x) —угол намоделировании, служил угол напыления частиц Ag на клона поверхности штриха решетки в точке x к плоской подложку и толщина осажденного металла.

поверхности подложки.

Моделирование подтверждает опытные результаты, Уравнение (2) справедливо в предположении независвидетельствующие о проявлении эффекта профилировасимости коэффициента прилипания частиц металла от ния в довольно широких интервалах изменения этих веугла падения на поверхность пленки ХСП и количества личин. Например, результаты моделирования изменения осаждаемого металла. Профиль исходной синусоидальпрофиля штрихов вследствие осаждения серебра разной ной решетки описывается выражением толщины показывают, что при заданном угле осажде ния Ag при постепенном уменьшении толщины Ag, когда h(x) =(h0/2) 1 + cos(2x/d), (4) начинает проявляться некоторая селективность травлегде d — период решетки, h0 — высота рельефа. ния легированной серебром решетки, профиль решетки Журнал технической физики, 2001, том 71, вып. 76 Н.В. Сопинский, П.Ф. Романенко, И.З. Индутный начинает трансформироваться в слегка асимметричную [10] Fitzgerald A.G., McHardy C.P. // Surf. Sci. 1985. Vol. 152/153.

P. 1255–1264.

синусоиду вследствие незначительного ( 0.01d) сдви[11] Honig V., Fedorov V., Liebmann G., Suptitz P. // Phys. St.

га ее максимумов и несколько более значительного Sol. (a). 1986. Vol. 96. N 2. P. 611–619.

( 0.05d) сдвига ее минимумов влево по отношению [12] Романенко П.Ф., Робур И.И., Стронский А.В. // Опток штрихам исходной решетки. Глубина модуляции при электроника и полупроводниковая техника. 1994. Вып. 27.

этом почти не изменяется, поскольку при травлении миС. 47–49.

нимумы и максимумы опускаются примерно одинаково.

[13] Hutley M.C. Diffraction gratings. London: Academic Press, С дальнейшим уменьшением hAg профиль приближен1982.

но можно представить асимметричной трапецией. Глубина модуляции такой решетки несколько больше чем в исходной симметричной. Дальнейшее уменьшение hAg приводит к формированию почти треугольного профиля, при этом проекции граней штрихов на ось x составляют около 0.7d и около 0.3d для большей и меньшей граней соответственно. Дальнейшее уменьшение hAg приводит к формированию двух резко отличающихся наклонов на большей грани вследствие резкого нарастания скорости травления с уменьшением hAg. Максимальное отношение проекций граней составляет в этом случае около 0.72d/0.28d.

Заключение Таким образом, результаты настоящей работы показывают, что, используя эффекты взаимодействия Ag и As2Se3, можно получить профилированные голограммные решетки, угол блеска которых задается глубиной модуляции исходных синусоидальных решеток, а также угломнапыления и толщиной слоя Ag. Изменяя распределение Ag по сечению штриха путем изменения угла напыления и толщины осажденного серебра, можно существенно изменять форму профиля полученной ПГДР, а следовательно, и такого определяющего отражательные свойства решеток параметра, как их угол ”блеска”.

Список литературы [1] Flammand J., Bonnemason F., Thevenon A., Lerner J.X. // Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1989. Vol. 1055. P. 288– 294.

[2] Indutnyi I.Z., Robur I.I., Romanenko P.F., Stronski A.V. // Proc. SPIE. 1991. Vol. 1555. P. 248–257.

[3] Indutnyi I.Z., Stronski A.V., Kostioukevich S.A. et al. // Opt.

Engineering. 1995. Vol. 34. P. 1030–1039.

[4] Герке Р.Р., Дубровина Т.Г., Дмитриков П.А., Михайлов М.Д. // Оптический журнал. 1997. Т. 64. № 11. С. 26– 31.

[5] Лукин А.В., Макаров А.С., Саттаров Ф.А. и др. // Оптический журнал. 1999. Т. 66. № 12. С. 73–74.

[6] Romanenko P.F., Sopinski M.V., Indytnyi I.Z. // Proc. SPIE.

1998. Vol. 3573. P. 457–460.

[7] Романенко П.Ф., Сопинский Н.В., Индутный И.З. и др.

// ЖПС. 1999. Т. 66. № 4. С. 587–590.

[8] Костышин М.Т., Громашевский В.Л., Сопинский Н.В.

и др. // ЖТФ. 1984. Т. 54. Вып. 6. С. 1231–1233.

[9] Индутный И.З., Костышин М.Т., Касярум О.П. и др. Фотостимулированные взаимодействия в структурах металл– полупроводник. Киев: Наукова думка, 1992. 240 с.

Журнал технической физики, 2001, том 71, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.